用于红外检测和显示的方法和设备技术

本发明专利技术实施例涉及用于红外检测的方法和设备。可以利用有机层形成用于检测ＩＲ辐射的光电晶体管。ＩＲ检测器的波长范围可以通过包含对不同波长的光子敏感的材料而调节。可以在吸收层中包含这样的材料的量子点，所述材料对具有与光电晶体管的吸收层的基质有机材料不同波长的光子敏感，从而增强具有与量子点的材料相关的波长的光子的吸收。可以使用光电导体结构替代光电晶体管。所述光电导体可以包含ＰｂＳｅ或ＰｂＳ量子点。光电导体可以包含有机材料和ＯＬＥＤ结构的部分。检测的ＩＲ图像可以显示给用户。有机材料可以被用于形成有机发光器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于红外检测和显示的方法和i殳备相关申请的交叉引用本申请要求2007年5月14日提交的美国申请60/930,225和2006年9 月29日提交的美国申请60/848,581的优先权，在此引入其包括任何附图、 表格或图形的整体内容作为参考。
技术介绍
存在用于检测红外(IR)辐射的多种应用。IR可以指波长长于可见光 (>0.7nm )直到约14nm的辐射，其中近IR是指波长为约0.7nm至约LO^im 的子集。 一种应用是在具有低环境光的环境中检测IR，这种情况可能在例 如夜晚发生。还可用于以对于用户可见的波长向用户显示检测的IR的图 像。 一种用于检测IR图像以及向用户显示检测的图像的常用装置是夜视 镜(night-vision goggles )。常规夜视镜是可能要求非常高的工作电压并且耗费数千美元的复杂电 光器件。典型的夜视镜增强原有的光而不是依靠其自身的光源，并且对于 从可见光到红外的宽光谱每感。被称为物镜的常规透镜捕获包括一些近红 外光的环境光。聚集的光然后被发送到图像增强管。该管向图像管元件输 出例如约5000伏的高电压。图像增强管具有光电阴极，其用于将光能的光 子转换成电子。通过在所述管中使用微通道板(MCP)，当电子通过所述 管时，从管中的原子释放出类似的电子，从而将电子的原始数目增加数千 倍。当来自光电阴极的电子击中MCP的第一电极时，他们通过在电极对 之间传送的5000V的脉沖(burst)而被加速进入玻璃微通道。当电子通过 微通道时，利用称为级联二次发射的过程使得在每个通道中释放数千的其 他电子。这些新电子也与其他原子碰撞，产生链反应，导致其中只进入数6个电子的通道中留下数千电子。在图像增强管的末端，电子击中涂布有荧 光物质的屏幕。这些电子保持其相对于其通过的通道的位置，由于电子与 原始的光子具有相同的排列，这提供了完美的图像。电子的能量使荧光物 质进入激发态并释放光子。这些荧光物质在屏幕上形成用于表征夜视的绿 色图像。该绿色荧光物质图像通过称为目镜的另一个透镜观察，所述目镜 允许放大和聚焦图像。夜视装置可以连接到例如监视器的电子显示器，或 者可以通过目镜直接观察图像。因此，需要一种ir传感器/检测器以及ir传感器/检测器-显示器組合， 其在低工作电压下工作，并且重量轻、制造成本低。
技术实现思路
本专利技术实施例涉及一种用于红外(ir)检测的方法和"i殳备。特定实施例利用有机层形成光电晶体管以检测m辐射。ir检测器的波长范围可以 通过包含对不同波长的光子敏感的材料而调节。在特定实施例中，可以在 吸收层中包含这样的材料的量子点，所述材料对具有与光电晶体管的吸收 层的基质有机材料不同的波长的光子敏感，从而增强具有与量子点的材料 相关的波长的光子的吸收。在另一个实施例中，可以使用光电导体结构代替光电晶体管。在一个实施例中，光电导体可以包含PbSe或PbS量子点。在另一个实施例中， 光电导体可以包含有机材料。特定实施例还涉及向用户显示检测的ir图像。在一个特定实施例中， 可以使用有机材料形成有机发光器件。可以向发光层中加入另外的发射不 同波长的材料。在特定实施例中，可以在发光层中包含与其波长不同于发 光层的基质有机材料的波长的光子的发射相关的材料的量子点，以增强有 机发光器件向用户的输出显示。在优选实施例中，利用光电晶体管进行ir 检测，并利用诸如有机发光二极管(OLED)的有机发光器件进行对检测 的ir图像的显示。在更优选的实施例中，串联光电晶体管和OLED。本专利技术实施例涉及用于夜视的方法和设备。在一个实施例中，通过沉积有机薄膜层形成夜视装置。本专利技术实施例可以在例如10-15V的低工作电 压下工作。另外，制造本专利技术装置的特定实施例的成本可以低于制造常规 夜视系统的成本。在本专利技术夜视装置的实施例中，有机光电晶体管可以与 诸如有机发光二极管(OLED)的有机发光器件串联。附图说明图1示出二维红外图像传感器/检测器、未像素化(pixdation )的二维 红外图像传感器/显示器阵列以及所述传感器/显示器阵列的电路模型的实 施例；图2示出根据本专利技术实施例的PNP双极光电晶体管和NPN双极光电 晶体管；图3示出在吸收层中使用PbSe量子点的红外图^象/传感器显示器阵列 的实施例；图4示出在发光层中包含CdSe量子点的本专利技术显示器件的实施例； 图5示出可以用于本专利技术各个实施例中的材料； 图6示出使用PbSe量子点作为光电导体的实施例； 图7示出使用有机材料作为光电导体的实施例；以及 图8示出使用光电导体作为光传感器的实施例。具体实施例方式本专利技术实施例涉及用于红外(1R)检测的方法和设备。特定实施例使 用有机层形成用于检测IR辐射的光电晶体管。IR检测器的波长范围可以 通过包含对不同波长的光子敏感的材料而调节。在特定实施例中，可以在 吸收层中包含这样的材料的量子点，所述材料对其波长与光电晶体管的吸 收层的基质有机材料不同的光子敏感，从而增强具有与量子点的材料相关 的波长的光子的吸收。在另一个实施例中，可以使用光电导体结构代替光电晶体管。在一个 实施例中，光电导体可以包含PbSe或PbS量子点。在另一个实施例中，光电导体可以包含有机材料。特定实施例还涉及向用户显示检测的IR图像。在一个特定实施例中， 可以使用有机材料形成有机发光器件。可以向发光层中加入另外的发射不 同波长的材料。在特定实施例中，可以在发光层中包含与其波长不同于发 光层的基质有机材料的波长的光子的发射相关的材料的量子点，以增强有 机发光器件向用户的输出显示。在优选实施例中，利用光电晶体管进行IR 检测，并利用诸如有机发光二极管(OLED)的有机发光器件进行对检测 的IR图像的显示。在更优选的实施例中，串联光电晶体管和OLED。本专利技术实施例涉及用于夜视的方法和设备。在一个实施例中，通过沉 积有机薄膜层形成夜视装置。本专利技术实施例可以在例如10-15V的低工作电 压下工作。另外，制造本专利技术装置特定实施例的成本可以低于制造常规夜 视系统的成本。在本专利技术夜视装置的实施例中，有机光电晶体管可以与诸 如有机发光二极管(OLED)的有机发光器件串联。优选地，使用对红外光透明的电极，以允许IR辐射ii7v光电晶体管。 图1中示出IR传感器/检测器的实施例、1R传感器-显示器组合的实施例、 以及用于IR传感器-显示器组合的电路模型的示意图。在图1的左侧示出 了利用多层有机材料形成的PNP双极光电晶体管。这里，CuPc是n层， PTCBl是p层。虽然表示光的弯曲箭头(吸收IR和发射绿光)示出为分 别指向吸收层和发光层，IR光从图1中示出的器件的顶部进入，可见光从 该器件的底部发射。在图1的中部，示出了左侧所示的光电晶体管与OLED 的集成。IR图像可以在光电晶体管的电极层(NiO)的顶部上入射并且穿 过CuPc层进入吸收层(PTCBI)。当用红外光光激发时，电荷载流子在光电晶体管中产生，并被注入 OLED， OLED然后产生可见光范围的光子。因为有机薄膜的低电导率， 电场将被约束在受到光激发的区域，并且可见光光子将在受激区域内产生。 从而，如果大面积器件暴露于红外图像，将产生可见图像。优选地，在发 射输出图像的底部处使用对可见光透明的电极。在所示的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外（ＩＲ）检测器，包括：　吸收层；以及　发光层，其中所述吸收层和发光层中的至少一个包括有机材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F索，
申请(专利权)人：佛罗里达大学研究基金公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]